Università degli Studi di Cagliari
Dipartimento di Ingegneria Elettrica ed Elettronica
Progetto Cluster Top-Down
VIRTUALENERGY
Sviluppo di sistemi per l’aggregazione, il coordinamento e
l’ottimizzazione di un Virtual Power Plant
Soggetto proponente
Dipartimento di Ingegneria Elettrica ed Elettronica
(DIEE – Università di Cagliari)
✓ Ing. Maurizio Murroni (Responsabile scientifico)
➢ Ruolo: Ricercatore
➢ Settore scientifico disciplinare: ING-INF/03 TELECOMUNICAZIONI
✓ Ing. Emilio Ghiani
➢ Ruolo: Ricercatore
➢ Settore scientifico disciplinare: ING-IND/33 SISTEMI ELETTRICI PER L'ENERGIA
✓ Ing. Mauro Fraceschelli
➢ Ruolo: Ricercatore
➢ Settore scientifico disciplinare: ING-INF/04 AUTOMATICA
✓ Ing. Alessandro Pisano
➢ Ruolo: Ricercatore
➢ Settore scientifico disciplinare: ING-INF/04 AUTOMATICA
✓ Prof. Fabrizio Pilo
➢ Ruolo: Professore Ordinario
➢ Settore scientifico disciplinare: ING-IND/33 SISTEMI ELETTRICI PER L'ENERGIA
✓ Prof. Elio Usai
➢ Ruolo: Professore Ordinario
➢ Settore scientifico disciplinare: ING-INF/04 AUTOMATICA
Cluster di imprese
Denominazione Sede Operativa
IAT Consulenza e Progetti s.r.l. Cagliari (CA)
Tholos s.r.l. Cagliari (CA)
Sinerg s.r.l. Cagliari (CA)
Building Technology Facilities s.r.l.s. San Gavino M.le (CA)
Ener.Med s.r.l. Elmas (CA)
Soltea s.r.l. Siamaggiore (OR)
Proxienergy s.r.l. Oristano (OR)
Franchini Service s.n.c. Elmas (CA)
Essei s.r.l. Siamaggiore (OR)
Mobilificio Orrù s.n.c. Mogoro (OR)
Quadro generale
✓ A livello legislativo, è in corso di definizione un progetto di riforma del mercato per il servizio di dispacciamento
➢ Obiettivo: rimuovere le discriminazioni fra potenziali fornitori di risorse di dispacciamento, inclusi gli attuali consumatori ed i proprietari di impianti di generazione da fonti rinnovabili non programmabili diffusi nel territorio.
✓ La sempre più diffusa disponibilità di impianti ad energia rinnovabile, la possibilità di gestione a distanza dei carichi elettrici domestici e industriali, la diffusione della Internet of Things (IoT), creano opportunità di business nello sviluppo di tecnologie per la gestione di Virtual Power Plant (VPP), ovvero l’aggregazione ed il coordinamento del consumo e della produzione di energia elettrica su larga scala.
Virtual Power Plant: aggregato costituito da impianti di generazione da fonte rinnovabile, carichi elettrici e termici, accumuli elettrici e termici, inserito in un contesto di libero mercato in grado di fornire energia e servizi all’interno di una rete elettrica di distribuzione
Architettura
Abstract
Il progetto VIRTUALENERGY:
✓ Riguarda la ricerca e lo sviluppo di sistemi per l’aggregazione, il coordinamento e l’ottimizzazione di un Virtual Power Plant costituito da risorse energetiche distribuite (DER) mediante sistemi IoT e Cloud.
✓ Intende realizzare un sistema di aggregazione, coordinamento e ottimizzazione di DER, in grado di fornire servizi di dispacciamento al distributore elettrico.
✓ Prevede lo sviluppo di un sistema in cui reti di telecomunicazione mobile e
cablate convergano verso architetture di Cloud Computing, su cui
sviluppare soluzioni che permettano di integrare efficacemente tecniche di
controllo e gestione innovative dei dispositivi (carichi e DER), finalizzate
alla gestione dell’energia elettrica nel settore della distribuzione ed
utilizzazione delle risorse secondo il paradigma Smart Grid.
Obiettivi generali
✓ Definire un modello di VPP nella rete elettrica di distribuzione adottando un approccio innovativo basato sull’integrazione tra sistema elettrico, sistema di controllo e sistema di comunicazione.
✓ Implementare e validare soluzioni innovative per la gestione ed il controllo del VPP, in termini di architettura, sistemi di comunicazione, ed algoritmi per l’ottimizzazione delle risorse energetiche distribuite.
✓ Acquisire dati e risultati sperimentali sulle prestazioni delle soluzioni proposte per la definizione di adeguati business case in collaborazione con le aziende partner.
✓ Formare personale tecnico specializzato nella conduzione e nella progettazione e sviluppo di sistemi VPP.
✓ Incrementare la qualità della ricerca di base ed applicata nel settore delle
Smart Grid, dei sistemi ICT e dei controlli automatici.
Obiettivi specifici
✓ Sviluppare metodi ed algoritmi per la gestione, il controllo ed il monitoraggio di reti elettriche intelligenti di consumatori e produttori.
✓ Studiare e proporre nuove architetture distribuite per l’aggregazione della domanda di energia.
✓ Sviluppare metodi ed algoritmi per la gestione su larga scala di aggregati di impianti di produzione e carichi domestici di nuova generazione.
✓ Studiare le tecnologie abilitanti (4G/LTE, e 802.11p, Powerline Communications, trasmissione via cavo telefonico e fibra ottica) per l’acquisizione, codifica e trasmissione dei dati di monitoraggio e controllo che caratterizzano il paradigma VPP.
✓ Valutare l’armonizzazione dei protocolli IEC 61850 e la loro estensione per la gestione delle risorse distribuite.
✓ Creare un canale preferenziale tra una rete di aziende del territorio sardo e l’Università di Cagliari, che consenta di instaurare partnership attraverso cui sviluppare algoritmi, architetture e sistemi per la gestione efficiente dell’energia e lo sviluppo delle applicazioni per le Smart Grid/Smart City.
Risultati attesi
✓ Realizzazione di report su:
➢ stato dell'arte che evidenzi i modelli e gli algoritmi proposti nella letteratura tecnico-scientifica per il coordinamento di DER, e le tecnologie di supporto relative a reti di comunicazione e dispositivi di interfaccia
➢ studio e sviluppo di soluzioni progettuali per la realizzazione di un VPP innovativo basato sull’integrazione tra sistema elettrico, sistema di controllo e sistema di comunicazione
✓ Progettazione ed implementazione di un software per la modellazione dinamica di un sistema elettrico e la sua gestione mediante il paradigma del VPP, mediante cui verificare preliminarmente la fattibilità delle ipotesi progettuali.
✓ Sviluppo di un prototipo reale di VPP e simulazione su diversi casi di
studio.
Piano di lavoro
✓ Il progetto di ricerca è articolato su 5 ‘Working Package’ (WP), di cui tre legati alla ricerca e sviluppo, strutturati in linee di attività, uno pertinente alla realizzazione di un prototipo per la sperimentazione sul campo, e uno legato alla divulgazione dei risultati, per la durata complessiva di circa 30 mesi.
➢ WP.1 - Analisi dello stato dell’arte nello sviluppo di sistemi VPP, dei modelli di mercato elettrico, dei sistemi di controllo distribuito, dei sistemi ICT, IoT e Cloud in prospettiva dell’applicazione ai sistemi elettrici ed alle Smart Grids
➢ WP.2 - Studio e sviluppo di soluzioni progettuali per la realizzazione di VPP
➢ WP.3 - Sviluppo di un simulatore software di VPP per verificare preliminarmente la fattibilità delle ipotesi progettuali
➢ WP.4 - Progettazione e realizzazione di un prototipo reale di VPP per la verifica sperimentale delle tecniche sviluppate su diversi casi di studio
➢ WP.5 - Attività di divulgazione dei risultati e trasferimento tecnologico
Diagramma di Gantt
Trasferimento e valorizzazione dei risultati
✓ Durante il progetto, ai fini del trasferimento e divulgazione dei risultati nei confronti del cluster di imprese, sono previsti i seguenti incontri/tavoli di lavoro a scopo divulgativo e dimostrativo:
➢ Kick off meeting
❖ Obiettivo: coinvolgere le imprese e le risorse che a vario titolo potrebbero essere coinvolte nel progetto e allinearle su finalità, risultati attesi, strumenti, tempistiche, ruoli, modalità.
➢ Incontri trimestrali
❖ Obiettivo: informare le imprese sullo stato di avanzamento del progetto e recepire eventuali suggerimenti da parte dei partner tecnici ed economici interessati.
➢ Evento divulgativo intermedio
❖ Obiettivo: coinvolgere tutti i soggetti che partecipano al cluster e diffondere l’informazione anche ad altri soggetti potenzialmente interessati.
➢ Evento finale
❖ Obiettivo: Presentare i risultati finali del progetto con il coinvolgimento di tutti
Diffusione dei risultati
✓ Organizzazione e partecipazione ad eventi pubblici (presentazioni, conferenze, workshop …).
✓ Creazione di prodotti audiovisivi finalizzati a presentare il funzionamento della microrete.
✓ Collaborazioni con i media (TV/stampa).
✓ Sottomissione di articoli scientifici a riviste e/o conferenze
internazionali.
Università degli Studi di Cagliari
Dipartimento di Ingegneria Elettrica ed Elettronica
Grazie per l’attenzione Domande?
Info & Contacts:
Ing. Maurizio Murroni Cell:3204372990 Tel: 070 6755890
